Peptidase

Peptidāzes ir fermenti, kas katalītiski noārda peptīdu un olbaltumvielu peptīdu saites hidrolizācijas ceļā, t.i., pievienojot H2O molekulu.

Peptidāzes darbojas ārpus un intracelulāri. Tas attiecas ne tikai uz olbaltumvielu un peptīdu sadalīšanu enerģijas ražošanai un fragmentu iegūšanu jaunu olbaltumvielu veidošanai, bet arī uz vairākām specializētām funkcijām, piemēram, fermentatīvi darbojošos olbaltumvielu vai neirotransmiteru aktivizēšanu.

Kas ir peptidāze?

Vissvarīgākā īpašība, kas raksturo visas peptidāzes, ir to spēja hidrolīzes ceļā sadalīt peptīdu saites starp divām aminoskābēm. H2O molekula ir nogulsnēta un praktiski atbilst peptizēšanas procesa pretējai pusei.

Olbaltumvielas un peptīdi ir veidoti no virknes aminoskābju, izmantojot peptīdu saites. Vienīgā atšķirība starp peptīdiem un olbaltumvielām ir tā, ka olbaltumvielas sastāv no ķēdēm, kas satur vairāk nekā apmēram 100 aminoskābes, savukārt peptīdiem ir īsākas ķēdes no vismaz divām līdz maksimāli 100 aminoskābēm. Lielais peptidāžu skaits, kas specializējas noteiktos uzbrukuma punktos un katalīzes procesos, rada izaicinājumu vispārējai klasifikācijai. Var pamatoti nošķirt ekso- un endopeptidāzes.

Exopeptidāzes uzbrūk peptīdu ķēdēm vai nu no N-gala (aminopeptidāzes), vai no C-gala (karboksipeptidāzes), un ir specializējušās sadalīt vienā aminogrupā vienlaikus vai veselus peptīdu fragmentus ar divām, trim vai vairāk aminoskābēm. Endopeptidāzes specializējas uzbrūkot noteiktiem punktiem olbaltumvielām.Bieži vien tas ir fermenta aktivizēšanas process, kas ir salīdzināms ar bloķēšanas sviras noņemšanu. Peptidāzes var klasificēt saskaņā ar starptautisko EK nomenklatūru.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Peptidāzes pilda vairākas dažādas pamatfunkcijas. Visievērojamākā funkcija un uzdevums metabolisma kataboliskajā zarā ir olbaltumvielu sadrumstalotība pārtikā, lai tos varētu absorbēt caur zarnu gļotādu.

Olbaltumvielu sadrumstalotības funkcija ir nepieciešama arī ķermenī, lai sadalītu paša ķermeņa olbaltumvielas enerģijas ražošanai vai olbaltumvielu fragmentu ražošanai metabolisma anaboliskajai daļai, lai izveidotu jaunus proteīnus. Vēl viena funkcija un uzdevums ir aktivizēt noteiktus proteīnus pēc sintēzes, sadalot noteiktu aminoskābi. Tā sauktie signālu peptidēzes atdala signālu peptīdus no olbaltumvielām. Tas nodrošina, ka olbaltumvielas, kas ražotas intracelulāri, tiek nogādātas paredzētajā lietošanas vietā. Svarīgs peptidāžu uzdevums ir viņu līdzdalība antigēnu sintēzē.

Lai veiktu šo funkciju, peptidāzes apvienojas, veidojot peptidāzes kompleksu - proteasomu. Starpšūnu peptidāzes var atrast gandrīz visos šūnu nodalījumos un šūnu organellās, kur, cita starpā, tās uztur olbaltumvielu līdzsvaru. Peptidāzes arī veic svarīgas funkcijas koagulācijas procesā, un tāpēc tās ir kopīgi atbildīgas par ātru brūces aizvēršanu, neveidojot asins recekļus, ko var izvadīt ar asinsriti un izraisīt sirdslēkmes.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Peptidāzes notiek gandrīz visos audos kā ārpusšūnu peptidāzes un praktiski visās šūnās kā starpšūnu peptīdi, katrs ar atšķirīgiem uzdevumiem, bet ar līdzīgām funkcijām un iedarbību. Ārpusšūnu peptidāzes izdala eksokrīni dziedzeri, piemēram, siekalu dziedzeri mutē, kuņģa gļotāda un, galvenais, aizkuņģa dziedzeris.

Olbaltumvielu sadalīšanās process sākas mutē un turpinās kuņģī. Galīgais olbaltumvielu sadalījums noteiktos gabalos, kurus var uzņemt un resorbēt zarnu gļotādas endotēlija šūnas, galvenokārt notiek divpadsmitpirkstu zarnā - tievās zarnas pirmajā sadaļā pēc kuņģa. Tievajās zarnās sākotnējās gremošanas enzīmu stadijas, ko sauc par zimogēniem, tiek aktivizētas ar peptidāzēm bioaktīvā formā, sadalot noteiktas aminoskābes. Atsauces vērtību vai peptidāžu optimālo koncentrāciju specifikācija kādreiz var attiekties tikai uz konkrētu peptidāzi un labākajā gadījumā ļauj izdarīt secinājumus par noteiktu problēmu esamību, salīdzinot tās ar dažiem citiem laboratorijas parametriem un sekojošu diferenciāldiagnozi.

Piemēram, paaugstināts leicīna-amino-peptidāzes (LAP) līmenis vēl nevar secināt, ka ir holestāze - gremošanas enzīmu uzkrāšanās. LAP vērtības sievietēm ir no 16 līdz 32 vienībām litrā, bet vīriešiem - no 11 līdz 35 vienībām litrā. Ja līmenis ir pārāk augsts, tas jāpārbauda ar noteiktu aknu enzīmu līmeni asinīs, piemēram, sārmainās fosfatāzes, gamma-GTP un dažām citām vērtībām.

Slimības un traucējumi

Fermenti pārstāv olbaltumvielu lielāko vielu grupu.Peptidāzēm un lipāzēm ir svarīga loma kā gremošanas fermentiem.

Lielais peptidāžu skaits - ir zināmi vairāk nekā 250 dažādu peptidāžu - nozīmē, ka var rasties arī iegūtie metabolisma traucējumi, t.i., nesabalansēta uztura, slimības vai toksīnu izraisīti. No otras puses, var pieņemt, ka gēnu mutācijas var ietekmēt un pasliktināt arī fermentu metabolisma sarežģīto mijiedarbību. Simptomi un riski, kas rodas vielmaiņas traucējumu rezultātā, var būt no viegla līdz smagam.

Tikai nesen tika pētīta saistība starp nespecifiskiem simptomiem un specifiskiem traucējumiem peptidāžu un citu enzīmu metabolismā. Pavājināta peptidāzes aktivitāte zarnās palielina ilgāku ķēžu peptīdu uzņemšanu, kas veidojas kā olbaltumvielu fragmenti asinīs, un palielinātu izdalīšanos caur nierēm, tāpēc, ka urīna analīzi var relatīvi viegli noteikt. Interesanti, ka samazināta peptidāzes aktivitāte ir saistīta ar tādām slimībām kā ADD, ADHD, šizofrēniju, autismu un depresiju.